希土類オキシ硫酸塩を母体とした検出極を用いた固体電解質型SO_2ガスセンサの開発

摘要

亜硫酸(SO_2)ガスは人体に有毒なガスであるだけでなく、酸性雨などの主因ガスとなるため、燃焼炉や焼却炉からのSO_2ガス排出量は厳しく規制されている。 排出規制の徹底には、排出源におけるその場計測が重要であるため、精度よく連続的にSO_2ガス濃度が測定可能な小型センサの開発が望まれている。 種々のガスセンサの中で固体電解質型センサは実用型センサとして最も有望な候補であり、これまでに我々はMg~(2＋)イオン伝導体MgZr_4P_6O_(24)Zr_2O(PO_4)_2コンポジットとO~(2-)イオン伝導体であるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)を組み合わせ、検出極としてBaSO_4を用いたセンサが700°Cにおいて可逆的にSO_2ガス濃度の検出が可能であることを明らかにした。しかし、このセンサは応答速度が7～10分と遅く、長期安定性にも欠けるといった欠点を有していた。